铅酸蓄电池胶体灌胶机的设计及应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 铅酸蓄电池胶体灌胶机的设计及应 用 摘 要 本文主要介绍了以触摸屏 为主站，PLC 和变频器作从站，使用 RS232 和 RS485 通信控制所有电气元件， 实现胶体灌胶机全自动定量、搅拌、灌 胶和清洗等。 中国论文网 /2/view-12895215.htm 关键词 精确定量 自动清洗 主 动回酸 通信 宏指令 AbstractThis article introduces that the Man-machine interface as masterstation, PLC and Motor driver as primary station, all electrical components controlled by communication that are RS232 and RS485, to achieve automatic -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 quantitative, mixing, acid colloidal filling, cleaning ,etc. Key words:Accurate quantitativeAutomatic cleaningSulfuric acid flow back activelyCommunicationMacro commands 中图分类号：S611 文献标识码： A 文章编号： 一 铅酸蓄电池注胶现状 目前大多数铅酸蓄电池厂生产 的电池已不再单单是往电池中注入硫酸， 为改善电池性能出现了改用注入用二氧 化硅、硫酸等混合的胶体，这种胶体较 为粘稠，且在一定时间后会凝固。这时 如果还用普通注酸机进行注胶，则会出 现量酸时多余的胶体长时间无法回流到 酸箱，定量不精确，定量用的酸杯因粘 有胶体出现不准确，并开始产生累积性 误差，注胶的效率也变得很差。因此就 给胶体电池注酸提出了新的要求：自动 快速搅拌、精确定量、主动快速回抽定 量时多余的酸、注酸完成后能自动清洗 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 粘在量杯壁的胶体。 正是由于以上原因，自动定量灌 胶机应运而生。它以触摸屏为主站，通 过与 PLC 和变频器通迅控制整机的自 动运行，实现自动定量、自动较准偏移 量、自动注酸、抽酸后主动回酸、自动 清洗以及搅拌功能。此注胶机已成功应 用到公司的生产实践中。 二 系统总体设计方案 注胶机主要由搅拌系统、注胶系 统、定量系统、回酸系统和清洗系统组 成。搅拌系统在注胶前将已凝固的胶体 搅散或在注胶时保持胶体不凝固，以保 证自动注胶时胶体为液态。注胶系统与 普通注酸机一样，完成胶体自动注入电 池。定量系统完成注酸前的定量，使用 步进电机控制定量板的升降高度控制量 酸酸量。回酸系统采用抽酸管道循环， 使用一个酸泵和多个气动阀完成抽酸、 回酸。清洗系统由气缸的升降控制清洗 量酸酸杯。 1 搅拌系统 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 三相异步电动机转速 v = 60f(1-s)/p(1) 对于已制成的电动机，极对数 p 是一定的，当电源频率不同时，电动机 就有不同的转速。在未超过电机的额定 转矩情况下，电机的转差率 s 很小，由 n=n1(1-s) (2) 可近似地认为 n 无限接近 n1，考 虑到电机的运行性能，并使电动机得到 充分利用，在变频的同时电源电压应根 据负载性质的不同作相应的变化，通常 希望气隙磁通 m 维持不变，若 m 增 大，将使电机磁路过分饱和，引起励磁 电流增加，功率因数降低；若 m 减小， 则会使电机容量得不到充分利用。若要 使 m 为定值，则电压则要随频率作正 比变化，即压频 =U/f(3) 变频器在工控中已得到广泛应用， 在实现电机的无级调速上有其独特的优 势。变频器通过改变输出电源的频率改 变电机的转速，在低于电机的额定转速 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 时保持 不变，在高于额定转速后则采 用恒压调速，但此时电机不再是恒转矩 运行，而是转矩呈下降趋势，所以最好 不要超速运行。 变频器和触摸屏一般都具备有 RS485 通信模块，所以两者可直接进行 通讯，使用通信模块可有效减少外部电 路，一条电话线就可以实现，在维护方 面也较为方便。电机的运转指令及转速 由触摸屏给定，触摸屏对这些指令进行 运算处理，变频器将实时信息如转速、 温度、故障信息等传回给触摸屏和 PLC。触摸屏设为站号 0，PLC 为站号 1，通信格式为 RS232，9600 ，7，E，1；变频器为站 号 2，通信格式为 RS485，9600 ，8，E，1，采用 RTU 模 式。 2 注胶系统 自动注胶系统包括抽酸、回酸、 定位、下酸、抽真空、开大气等。除将 电池推到位外，系统自动完成所有动作。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 在转换为自动状态或自动状态下开机时， 酸泵抽酸一次，酸泵停下后，回酸管上 气动阀自动转换，改变酸的流向，进酸 改为出酸，将多余的胶液抽回酸箱中。 完成以上动作后，触摸屏显示定量好可 以注胶，此时按下启动，系统首次抽真 空、下酸，下酸完成系统再次抽酸、回 酸，同时系统循环抽真空、开大气将胶 体注入电池。自动状态下真空泵由真空 压力开关控制，低于下限开，高于上限 停，同时为避免真空泵频繁启动和保持 真空压力的平稳性，在机身后我们用了 三个较大的真空罐，压力开关装在接近 真空泵的真空罐上，可以防止酸对它的 损伤，也可以较真实地检测真空度，从 而准确地控制真空泵的启停。 3 定量系统 在定量时，找定一处作为基本参 照点，此处安装一接近开关或光电开关， 位置要求永不移动，用以保证参照点不 走位及定量的准确性。每次定量时步进 电机驱动定量板向下移动至参照点再向 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 上定量，以减小累积性误差。由于电机 在换向时，螺杆会产生一回程差，所以 在电机到达参照点后电机必须多向下运 行一个螺距长度，然后才开始定量，且 每次在参照点向上移动时重新给定定量 偏移量，用以保证每次在同一点为同一 酸量。由于回酸管路使用了气动阀，除 减小机台抖动外还应使用力大一些的步 进电机，避免因机器抖动定量板走位。 4 回酸系统 一直以来，注酸机的回酸都是采 用自然回流的方式，其速度较慢，容易 产生误差，胶体注酸如果还采用这种方 式，要使定量时多余的胶体回流至酸箱， 需要更多的时间，效率更为低下，精度 也在 2%以上。主动回酸设计可以采用 以下三种方案： （1） 利用系统自身有的真空泵， 将多余的酸吸回； （2） 用两台酸泵，一台进酸， 一台出酸； （3） 一台酸泵，修改管路，切 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 换通路达到即抽酸进量酸杯又回酸的目 的。 方案一在理论上可行，但抽酸进 量酸杯时，由于管道和位置等关系，每 个酸杯酸量并不相同，在回酸时一旦有 一个或几个酸杯先于其它酸杯先抽至合 格液位，真空就会泄漏，达不到回酸的 目的。而且真空泵一般为 3KW，使用 真空回酸过于耗能，不能采用。 方案二需要两台真空泵，且在管 路上也需要配置相应的回酸管，使系统 在外观上达不到小、巧的目的，而且一 旦进入空气，下次抽酸即无成效，对酸 泵损害也较大。 方案三只需要四个气动阀和一台 酸泵即可达到要求，如果使用电磁阀而 非气动阀，其容易损坏，也不安全。酸 泵安装在低于酸箱的位置，四个气动阀 分别控制酸泵的进酸和出酸口，四个气 动阀形成“口 ”字形排列。抽酸时开抽酸 的两个气动阀，关闭回酸的气动阀，回 酸时气动阀反向则完成回酸。如果气动 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 阀开闭过快会造成管道抖动，所以在气 动阀上要装上节流阀，同时固定管道以 控制管道的抖动，每次回酸完成后要让 往酸杯进酸的两个气动阀处于打开状态， 利用酸箱的压力排出酸泵中可能存在的 空气。 5 清洗系统 胶体在不搅拌状态下几个小时后 就会凝固，如果量酸酸杯不清洗，会在 以后注胶中产生一个累积性误差，使以 后定量的胶量减少，为此，必须在每次 使用完成后清洗注胶机。清洗时，定量 用步进电机带动定量板向上平移，待吸 管恰好离开量酸酸杯，清洗架连同定量 板平移，在酸杯上不在是吸酸管，而是 清洗用的清洗头。清洗头伸入酸杯，纯 水水泵开启，配合真空泵完成类似注胶 过程的清洗。完成清洗后，清洗头升起 退出量酸杯，清洗架退回，定量板回到 定量位置，同时系统重新定量使定量板 回到清洗前位置。 6 系统控制和抗干扰 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 触摸屏除一般的输入输出作用外， 还要